本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今廣泛使用的串行通信總線協(xié)議(如I2C、SPI)，均受限于一主一從或一主多從的傳輸關(guān)系，總線上只能有一臺(tái)主機(jī)，不能夠?qū)崿F(xiàn)多系統(tǒng)設(shè)備間自由靈活的相互通信。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于串行總線的可實(shí)現(xiàn)多主多從、多個(gè)設(shè)備間自由靈活地相互通信的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議結(jié)構(gòu)及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案：

一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)，通信總線包括三根信號(hào)線，分別為：用于標(biāo)示總線狀態(tài)的BUSY線、用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄ATA線和用于提供通信數(shù)據(jù)時(shí)序的CLK線，所有連接到總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)線都連接到通信總線的DATA線上，所有設(shè)備的時(shí)鐘線都接在通信總線的CLK線上，各個(gè)設(shè)備的通信狀態(tài)線都接在通信總線的BUSY線上，BUSY線、DATA線和CLK線與電源連接之間需要有上拉電阻。

進(jìn)一步的，每個(gè)總線帶上的設(shè)備由系統(tǒng)分配一個(gè)唯一的地址。

本發(fā)明還公開了一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議方法，利用如上所述的數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，規(guī)定傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下，第一個(gè)字節(jié)為發(fā)出源設(shè)備地址，第二字節(jié)為目標(biāo)設(shè)備地址，第三個(gè)字節(jié)內(nèi)容表示接下來有效數(shù)據(jù)的長度，之后是對(duì)應(yīng)長度的有效數(shù)據(jù)，最后附有一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位；

總線的運(yùn)行由BUSY線的狀態(tài)控制，總線空閑時(shí)，BUSY線由上拉電阻置為高電平，數(shù)據(jù)源設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)前會(huì)先檢測BUSY線狀態(tài)，數(shù)據(jù)在總線開始傳輸?shù)臅r(shí)候，數(shù)據(jù)源設(shè)備將BUSY線由高電平拉低將總線置為占用狀態(tài)，接著在CLK線上產(chǎn)生通信時(shí)序信號(hào)，并通過DATA線發(fā)出對(duì)應(yīng)時(shí)序的數(shù)據(jù)信息，每一個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)一個(gè)bit數(shù)據(jù)的傳輸，在接收設(shè)備端，其他總線上的設(shè)備被BUSY線的低電平觸發(fā)中斷開始進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)聽，在每個(gè)CLK低電平時(shí)段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，在讀取第二字節(jié)的數(shù)據(jù)地址后，與自身地址進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)相符時(shí)，開始接收有效數(shù)據(jù)，若比對(duì)不符時(shí)，則退出中斷，釋放BUSY線，再次回到等待狀態(tài)，接收設(shè)備完成所有數(shù)據(jù)的接收后，將BUSY線重新拉高，釋放總線。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)總線帶上的設(shè)備為相同工作頻率的設(shè)備或不同工作頻率的設(shè)備，總線在通信時(shí)對(duì)通信頻率進(jìn)行設(shè)置，各系統(tǒng)設(shè)備間的通信都按照設(shè)定的頻率進(jìn)行，當(dāng)為不同工作頻率的設(shè)備時(shí)，即有不同系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)備連接到總線上時(shí)，在設(shè)備的CLK線端，通過分頻或倍頻的調(diào)配，將設(shè)備統(tǒng)一配置為總線的通信頻率，從而實(shí)現(xiàn)了即使各個(gè)設(shè)備的工作頻率不同，當(dāng)其連接到總線上時(shí)，其通信間的時(shí)序頻率都能達(dá)到一致，屏蔽了不同系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)備的差異性。

本發(fā)明公開的一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)及方法，具有以下有益效果：

本數(shù)據(jù)通訊協(xié)議的發(fā)明，通過一根BUSY線標(biāo)示總線狀態(tài)，加之DATA線與CLK線對(duì)于數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)時(shí)序的合理定義分配，只需總線上每個(gè)設(shè)備配置以一個(gè)唯一的地址，便可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備之間無主從限制的相互自由通信。

多個(gè)設(shè)備間沒有主從關(guān)系限值，系統(tǒng)只需配置給各個(gè)設(shè)備唯一的通信地址，則可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間的自由交互通信。

不同系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)備連接到總線上時(shí)，能簡單有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備通信地自適應(yīng)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的硬件系統(tǒng)連接圖；

圖2是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義圖；

圖3是數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

請(qǐng)參見圖1。一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)，通信總線包括三根信號(hào)線，分別為：用于標(biāo)示總線狀態(tài)的BUSY線、用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄ATA線和用于提供通信數(shù)據(jù)時(shí)序的CLK線，所有連接到總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)線都連接到通信總線的DATA線上，所有設(shè)備的時(shí)鐘線都接在通信總線的CLK線上，各個(gè)設(shè)備的通信狀態(tài)線(通常選用設(shè)備的中斷接口)都接在通信總線的BUSY線上，BUSY線、DATA線和CLK線與電源連接之間需要有上拉電阻。

作為一種具體實(shí)施例，為了識(shí)別設(shè)備，將數(shù)據(jù)有效傳輸?shù)侥康牡兀總€(gè)總線帶上的設(shè)備由系統(tǒng)分配一個(gè)唯一的地址。

一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議方法，利用如上所述的數(shù)據(jù)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，規(guī)定傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下，第一個(gè)字節(jié)為發(fā)出源設(shè)備地址，第二字節(jié)為目標(biāo)設(shè)備地址，第三個(gè)字節(jié)內(nèi)容表示接下來有效數(shù)據(jù)的長度，之后是對(duì)應(yīng)長度的有效數(shù)據(jù)，最后附有一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位(見圖2)，為數(shù)據(jù)提供安全可靠保證；

見圖3，總線的運(yùn)行由BUSY線的狀態(tài)控制，總線空閑時(shí)，BUSY線由上拉電阻置為高電平，數(shù)據(jù)源設(shè)備試圖發(fā)送數(shù)據(jù)前會(huì)先檢測BUSY線狀態(tài)，數(shù)據(jù)在總線開始傳輸?shù)臅r(shí)候，數(shù)據(jù)源設(shè)備將BUSY線由高電平拉低將總線置為占用狀態(tài)，接著在CLK線上產(chǎn)生通信時(shí)序信號(hào)，并通過DATA線發(fā)出對(duì)應(yīng)時(shí)序的數(shù)據(jù)信息，每一個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)一個(gè)bit數(shù)據(jù)的傳輸，在接收設(shè)備端，其他總線上的設(shè)備被BUSY線的低電平觸發(fā)中斷開始進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)聽，在每個(gè)CLK低電平時(shí)段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，在讀取第二字節(jié)的數(shù)據(jù)地址后，與自身地址進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)相符時(shí)，開始接收有效數(shù)據(jù)，若比對(duì)不符時(shí)，則退出中斷，釋放BUSY線，再次回到等待狀態(tài)，接收設(shè)備完成所有數(shù)據(jù)的接收后，將BUSY線重新拉高，釋放總線，總線再次回到空閑可用狀態(tài)，可供任意設(shè)備發(fā)起通信。

本發(fā)明中，所述每個(gè)總線帶上的設(shè)備為相同工作頻率的設(shè)備或不同工作頻率的設(shè)備，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)不同工作頻率的設(shè)備在總線上通信時(shí)通信時(shí)序的自適應(yīng)。總線在通信時(shí)對(duì)通信頻率進(jìn)行設(shè)置，各系統(tǒng)設(shè)備間的通信都按照設(shè)定的頻率進(jìn)行，當(dāng)為不同工作頻率的設(shè)備時(shí)，即有不同系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)備連接到總線上時(shí)，在設(shè)備的CLK線端，通過分頻或倍頻的調(diào)配，將設(shè)備統(tǒng)一配置為總線的通信頻率，從而實(shí)現(xiàn)了即使各個(gè)設(shè)備的工作頻率不同，當(dāng)其連接到總線上時(shí)，其通信間的時(shí)序頻率都能達(dá)到一致，屏蔽了不同系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)備的差異性，簡易有效地實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在總線通信地自適應(yīng)性。

本發(fā)明可以解決現(xiàn)今廣泛使用的串行通信總線協(xié)議均受限于一主一從或一主多從的傳輸關(guān)系的問題，打破總線上只能有一臺(tái)主機(jī)的限制，所有設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，即任意點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信(類似mesh網(wǎng)絡(luò))，實(shí)現(xiàn)多主多從、多系統(tǒng)設(shè)備間自由靈活的相互通信。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制；應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。